「磷」機應變，見「微」知著
生物及醫農科學類科／第六十二屆學術獎
Biology, and Medical and Agricultural Sciences
中央研究院農業生物科技研究中心研究員
邱子珍
植物的生長需要陽光、空氣、水，以及土壤，土壤中的礦物元素「磷」是構成細胞膜、遺傳物質以及生物能源的重要組成分子，因此是植物生長不可或缺的養分。無機磷酸鹽是植物吸收的主要磷肥型式，但在土壤中容易流失或被固定，而無法被植物有效利用，因而限制了植物生長及影響作物的產量。為了確保農作物的產量，農夫往往會施加過量的磷肥，但卻容易造成水質汙染、湖泊河流優氧化、降低植物多樣性等副作用，嚴重破壞生態。
磷肥的原料主要來自磷礦，但全球磷礦資源有限，預計在20 ∼ 30 年後產量將逐年下降。除此，磷礦資源全球分布不均，且臺灣沒有磷礦可供採擷，如何解決這些難題，已經成為全球糧食安全以及永續農業發展的重要課題。
找出傳遞植物養分的「郵差」
中央研究院農業生物科技研究中心研究員邱子珍博士的團隊，多年來對植物如何吸收、利用磷酸鹽的研究，便是試圖改進作物對磷肥的利用效率，為農作經濟與環境生態的均衡找出解方。
邱子珍博士的研究團隊，致力於了解植物如何感應外在磷肥的多寡、以及調控磷酸鹽的吸收與運送的相關機制。其中重大的發現是首次揭露微核酸（microRNA）如何協助植物應變缺磷逆境，意即植物經由微核酸來調控在不同磷肥高低土壤中磷的攝取。了解這個運作原理後，就有機會找到更好的方法，幫助植物更有效吸收土壤中的磷，減少人工磷肥的使用量。因為農夫在灑下磷肥後，真正被植物吸收的比例僅約2成，其他8成幾乎都被土壤固定或流失，造成環境汙染。
在邱博士團隊的研究中，miR399 是第一個被發現與磷吸收利用相關的微核酸，它扮演「郵差」角色，當植物缺磷時，首先在葉子被誘導，將缺磷訊息從葉子傳導到根部，「一旦土壤缺磷，植物的葉子會先知道並表現出來，再往下移運到根部，以提升磷的吸收，因此miR399 是葉子和根部互相溝通，傳遞植物體內是否缺磷的
重要訊息分子。」邱子珍說明。